CN116528429B - 一种用于led调光电源的快速短路保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于LED调光电源的快速短路保护方法，包括：当灯具两端出现短路时，利用短路电流产生压降信号，并进行放大处理，得到短路信号；检测短路信号并根据短路信号与预设阈值进行短路判定，当判定结果为短路后，关闭PWM占空比；当输出占空比<Y％的驱动信号时，灯具两端出现短路时，短路电流降低，以致压降信号幅值降低；增大放大倍数，对幅值降低后的压降信号进行放大处理；检测放大后的短路信号并根据放大后的短路信号与预设阈值进行短路判断，当判定结果为短路后，关闭PWM占空比。本发明在调光到占空比<Y％时，当灯具两端发生短路时，单片机仍然可以检测到短路信号，关闭输出的占空比，从而保护输出功率器件。

Description

一种用于LED调光电源的快速短路保护方法
技术领域
本发明涉及LED调光电源技术领域，特别是涉及一种用于LED调光电源的快速短路保护方法。
背景技术
随着LED照明产业的快速发展，现在各家各户以及户外照明都装进了LED，也使得LED电源市场蓬勃发展，也对LED电源的要求越来越高。
目前LED调光电源在市场上应用非常广泛，但是大部分LED调光电源在脉宽(PWM)信号占空比较小的时候短路，这时会检测不到短路，导致输出功率器件烧毁。而且出现故障后在长时间短路的情况下，也很容易容易烧毁输出功率器件。因而研发一种用于LED调光电源的快速短路保护方法十分必要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于LED调光电源的快速短路保护方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种用于LED调光电源的快速短路保护方法，应用于一种用于LED调光电源的快速短路保护电路，所述方法包括：
当灯具两端出现短路时，利用短路电流产生压降信号；
对所述压降信号进行放大处理，得到短路信号；所述短路信号用于关闭与灯具相连的开关器件；
检测所述短路信号并根据所述短路信号与预设阈值进行短路判定，得到判定结果；当所述判定结果为短路后，关闭PWM占空比；
当输出占空比<Y％的驱动信号时，灯具两端出现短路时，所述短路电流降低，以致所述压降信号幅值降低；
增大放大倍数，对幅值降低后的所述压降信号进行放大处理，得到放大后的短路信号；
检测放大后的短路信号并根据放大后的短路信号与预设阈值进行短路判断，得到判定结果；当所述判定结果为短路后，关闭PWM占空比。
优选地，所述快速短路保护电路包括：电源主电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、运算放大器、单片机、调光信号处理电路和驱动电路；
所述电源主电路的一端与目标灯具的一端连接；所述电源主电路的另一端与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述第一NMOS管的源极连接；所述第一NMOS管的漏极与所述目标灯具的另一端连接；所述第一NMOS管的栅极分别与所述第三NMOS管的漏极和所述驱动电路的一端连接；所述第三NMOS管的源极与地连接；所述第三NMOS管的栅极与所述第五电阻的一端连接；所述第五电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、所述单片机的第7脚、所述运算放大器的第四端连接；所述第三电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述第四电阻的一端和所述运算放大器的第三段连接；所述运算放大器的第一端与第七电阻连接；所述运算放大器的第二端与地连接；所述第二电阻的另一端与第二NMOS管的漏极连接；所述第二NMOS管的栅极与所述第一电阻的一端连接；所述第二NMOS管的源极分别与地和所述第四电阻的另一端连接；所述第一电阻的另一端与所述单片机的第一端连接；所述调光信号处理电路与所述单片机的第2脚连接；所述驱动电路的另一端与所述单片机的第6脚连接。
优选地，所述电源主电路还分别与零线、火线连接。
优选地，所述单片机的第4脚与地连接。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种用于LED调光电源的快速短路保护方法，应用于一种用于LED调光电源的快速短路保护电路，所述方法包括：当灯具两端出现短路时，利用短路电流通过第一NMOS管产生压降信号；利用运算放大器对所述压降信号进行处理，得到短路信号；利用短路信号导通第三NMOS管，以拉低所述第一NMOS管的驱动信号，关闭所述第一NMOS管；利用单片机检测短路信号，并根据所述短路信号与预设阈值进行短路判定，得到判定结果；当所述判定结果为短路后，利用所述单片机的第6脚关闭PWM占空比；当单片机的第6脚输出占空比<Y％的驱动信号时，利用单片机U2的第1脚输出高电平信号导通第二NMOS管，以改变运算放大器的放大倍数。本发明在调光到占空比<Y％(例如1％)时，当灯具两端发生短路时，单片机仍然可以检测到短路信号，关闭输出的占空比，从而保护输出功率器件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的第一幅电路结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第二幅电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的方法流程图，如图1所示，本发明提供了一种用于LED调光电源的快速短路保护方法，应用于一种用于LED调光电源的快速短路保护电路，所述方法包括：
步骤100：当灯具两端出现短路时，利用短路电流产生压降信号；
步骤200：对所述压降信号进行放大处理，得到短路信号；所述短路信号用于关闭与灯具相连的开关器件；
步骤300：检测所述短路信号并根据所述短路信号与预设阈值进行短路判定，得到判定结果；当所述判定结果为短路后，关闭PWM占空比；
步骤400：当输出占空比<Y％的驱动信号时，灯具两端出现短路时，所述短路电流降低，以致所述压降信号幅值降低；
步骤500：增大放大倍数，对幅值降低后的所述压降信号进行放大处理，得到放大后的短路信号；
步骤600：检测放大后的短路信号并根据放大后的短路信号与预设阈值进行短路判断，得到判定结果；当所述判定结果为短路后，关闭PWM占空比。
优选地，如图2和图3所示，所述快速短路保护电路包括：电源主电路、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第三NMOS管Q3、运算放大器U1、单片机U2、调光信号处理电路和驱动电路；所述电源主电路的一端与目标灯具LED1的一端连接；所述电源主电路的另一端与所述第六电阻R6的一端连接，所述第六电阻R6的另一端与所述第一NMOS管Q1的源极连接；所述第一NMOS管Q1的漏极与所述目标灯具LED1的另一端连接；所述第一NMOS管Q1的栅极分别与所述第三NMOS管Q3的漏极和所述驱动电路的一端连接；所述第三NMOS管Q3的源极与地连接；所述第三NMOS管Q3的栅极与所述第五电阻R5的一端连接；所述第五电阻R5的另一端分别与所述第三电阻R3的一端、所述单片机U2的第7脚、所述运算放大器U1的第四端连接；所述第三电阻R3的另一端分别与所述第二电阻R2的一端、所述第四电阻R4的一端和所述运算放大器U1的第三段连接；所述运算放大器U1的第一端与第七电阻R7连接；所述运算放大器U1的第二端与地连接；所述第二电阻R2的另一端与第二NMOS管Q2的漏极连接；所述第二NMOS管Q2的栅极与所述第一电阻R1的一端连接；所述第二NMOS管Q2的源极分别与地和所述第四电阻R4的另一端连接；所述第一电阻R1的另一端与所述单片机U2的第一端连接；所述调光信号处理电路与所述单片机U2的第2脚连接；所述驱动电路的另一端与所述单片机U2的第6脚连接。所述电源主电路还分别与零线N、火线L连接。所述单片机U2的第4脚与地连接。
电路工作原理：
本实施例中，电源供电电路由输入火线端子L和输入零线端子N将接收到的交流输入电压传递到电源主电路的输入两端，再经电源主电路处理后，分别输出电源供电端子V+和电源供电端子VCC。输出两端接上灯具LED1，同时单片机U2的第6脚输出占空比>Y％的驱动信号通过驱动电路导通NMOS管Q1，点亮灯具LED1。当灯具两端出现短路时，短路电流通过NMOS管Q1经电阻R6产生压降。R6两端的压降通过电阻R4和电阻R7分别连接到运算放大器U1的第3脚和1脚，经运算放大器U1将信号放大后通过运算放大器U1的第4脚输出短路信号X伏电压，短路信号X伏电压通过电阻R5导通NMOS管Q3，NMOS管Q3导通后拉低NMOS管Q1的驱动信号，关闭NMOS管Q1。U1的放大倍数＝(R3/R4)+1。同时短路信号X伏电压连接到单片机U2的第7脚，单片机U2检测到短路信号X伏电压与内部设置的阈值进行比较，单片机U2判定为短路后，单片机U2的第6脚会关闭PWM占空比。当单片机U2的第6脚输出占空比<Y％(例如1％)的驱动信号时，当单片机U2的第1脚输出高电平信号通过电阻R1导通NMOS管Q2，将电阻R2与电阻R4并联，改变了运算放大器U1的放大倍数。U1的放大倍数＝[R3/(R4//R2)]+1。当灯具两端短路时，短路电流经过运算放大器U1放大后仍然可以达到X伏电压，同时也足以驱动NMOS管Q3和满足单片机U2第7脚检测短路的条件。否则，当单片机U2的第6脚输出占空比<Y％(例如1％)的驱动信号时，不改变运算放大器U1的放大倍数。如果此时灯具两端短路，由于驱动的占空比较低，短路的电流也会降低。此时短路的电流经过运算放大器U1放大，不足以达到X伏电压，就会损坏NMOS管Q1。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种用于LED调光电源的快速短路保护方法，其特征在于，应用于一种用于LED调光电源的快速短路保护电路，所述方法包括：
当灯具两端出现短路时，利用短路电流产生压降信号；
对所述压降信号进行放大处理，得到短路信号；所述短路信号用于关闭与灯具相连的开关器件；
检测所述短路信号并根据所述短路信号与预设阈值进行短路判定，得到判定结果；当所述判定结果为短路后，关闭PWM占空比；
当输出占空比<Y％的驱动信号时，灯具两端出现短路时，所述短路电流降低，以致所述压降信号幅值降低；
增大放大倍数，对幅值降低后的所述压降信号进行放大处理，得到放大后的短路信号；
检测放大后的短路信号并根据放大后的短路信号与预设阈值进行短路判断，得到判定结果；当所述判定结果为短路后，关闭PWM占空比；
所述快速短路保护电路包括：电源主电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、运算放大器、单片机、调光信号处理电路和驱动电路；
所述电源主电路的一端与目标灯具的一端连接；所述电源主电路的另一端与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述第一NMOS管的源极连接；所述第一NMOS管的漏极与所述目标灯具的另一端连接；所述第一NMOS管的栅极分别与所述第三NMOS管的漏极和所述驱动电路的一端连接；所述第三NMOS管的源极与地连接；所述第三NMOS管的栅极与所述第五电阻的一端连接；所述第五电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、所述单片机的第7脚、所述运算放大器的第四端连接；所述第三电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述第四电阻的一端和所述运算放大器的第三端连接；所述运算放大器的第一端与第七电阻连接；所述运算放大器的第二端与地连接；所述第二电阻的另一端与第二NMOS管的漏极连接；所述第二NMOS管的栅极与所述第一电阻的一端连接；所述第二NMOS管的源极分别与地和所述第四电阻的另一端连接；所述第一电阻的另一端与所述单片机的第一端连接；所述调光信号处理电路与所述单片机的第2脚连接；所述驱动电路的另一端与所述单片机的第6脚连接。
2.根据权利要求1所述的用于LED调光电源的快速短路保护方法，其特征在于，所述电源主电路还分别与零线、火线连接。
3.根据权利要求1所述的用于LED调光电源的快速短路保护方法，其特征在于，所述单片机的第4脚与地连接。
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